一百年前的發明家狂人,曾用這種奇怪的風箏把人送上天
立體的風箏你見過么?被人做出來了。
2個藝術家做出了一個猶如外星飛船一樣的風箏,而且它可以在天上飛翔。
威爾士的藝術家 Heather Morison 和 Ivan Morison 重新設計了亞歷山大·格拉漢姆·貝爾在一百多前設計的四面體風箏。
你可能不知道,貝爾除了發明了電話以外還傾心於飛行器的設計。貝爾從1899年開始製造各式各樣的風箏飛行器,因為他相信,能飛翔的風箏一定也能成為載人的飛行器。
貝爾的風箏在空中飛翔
貝爾面臨的一個最大挑戰是數學家西蒙·紐康(Simon Newcomb)提出的定律——用同一種材料製作的飛行器的重量和長度的立方成正比,而它的機翼表面積和長度的平方成正比。
貝爾設計的 Frost King 風箏模型
也就是說,當一個飛行器變得很大,它的重量的增加速度會超過機翼表面積的增加速度,因此表面積無法提供足夠的升力。根據紐康的定律,除非材料實現突破,否則大型飛行器很難飛起來。
但是貝爾決定要看看,自己能否設計出能夠繞過這個定律的風箏來。終於,他設計出了一種三角形的風箏。
貝爾設計的三角形風箏(上)和組合體(下),它可以拓展紐康的飛行器定律的限制
這種設計的一大特點是,即使一個一個疊起來做得很大,它的機翼表面積和重量的比和小型風箏差不多。
飛起來的三角形風箏的加強版
不過,三角形設計也有缺陷——不夠牢固,因此三角形風箏也不能無限疊加。後來,貝爾又設計了更加牢固的四面體風箏。
貝爾設計的64個細胞的四面體風箏
四面體風箏突破了三角形風箏的限制,它不但像三角形風箏那樣,機翼表面積和重量的比不隨大小顯著變化,而且還可以瘋狂疊加,變得巨大。
1908年,貝爾(右)在測試他設計的一種圓形風箏
使用新的四面體設計,貝爾也成功地讓風箏載著2個人(意外地、哇哇大叫地)上了天。
就是這個四面體風箏把2個人帶上了天,後來它掙脫了韁繩自己飛走了
這證明四面體設計是成功的。貝爾於是開始在用四面體研發飛行器的道路上一發不可收拾,設計製造了各種各樣的巨星四面體風箏。
貝爾設計的巨型四面體風箏 Mabel. II.
四面體風箏飛起來啦!
至於 Morison 雙人組,他們手頭的工具箱可比貝爾的大多了。他們用3D列印技術製作出各個構件,並把這個風箏命名為閃光的小人(Little Shining Man)。現在這個風箏在英國澤西島的丹達拉城堡內展示。
這個風箏看起來塊頭很大、很笨拙是嗎?別被它的外表騙了,實際上它的材料採用的是前沿的輕質尼龍材料、碳纖維管,還有帆船的合成纖維——粗苯纖維。
Morison 雙人組除了參考了貝爾的設計外,還參考了黃鐵礦晶體結構。他們用輕質材料製作了類似黃鐵礦晶體結構的小細胞,而這些細胞又組合成了風箏的整體。
兩位藝術家表示,立體風箏的製作難點不僅在於讓它能夠飛起來,還在於讓它能夠平安落地。
圖片來源和參考資料:
Grosvenor, G. H. (1903). The Tetrahedral Kites of Dr. Alexander Graham Bell.
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2087913/Flying-air-greatest-ease-The-sculpture-cum-kite-built-using-latest-3D-printing-technology.html
https://www.huffingtonpost.com/2012/01/02/three-cubes-colliding-a-3d-kite_n_1180104.html
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